\section{电磁感应}\label{sec:10-12}

丹麦的奥斯特发现了电流的磁场之后，不少人考虑研究一个问题：能不能反过来利用磁场获得电流？
英国的物理学家法拉第，经过十年坚持不懈的努力，终于在 1831 年发现了这个现象。
法拉第的发现进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，不但有重要的科学意义，
而且有很大的实用价值，使电能的大规模生产和利用成为可能。

我们用实验来研究法拉第的这个重大发现。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{../pic/czwl2-ch10-45}
    \caption{}\label{fig:10-45}
\end{figure}

在磁场中悬挂一根直导体，把导体的两端分别连接在电流表的两个接线柱上，组成一个闭合电路（图 \ref{fig:10-45}）。
导体不动时，电流表的指针不发生偏转，表明导体中没有电流。
如果让导体在磁场中向前或向后运动切割磁力线，电流表的指针就发生偏转，表明导体中有了电流（图 \ref{fig:10-45} 甲）。
我们再让导体在磁场中向下或向上运动，不切割磁力线，可以看到电流表的指针不动，表明导体中没有电流（图 \ref{fig:10-45} 乙）。
可见，\textbf{闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时，导体中就会产生电流}。
这种现象叫做\textbf{电磁感应}，产生的电流叫做\textbf{感生电流}。

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    \centering
    \includegraphics[width=5cm]{../pic/czwl2-ch10-46}
    \caption{}\label{fig:10-46}
\end{wrapfigure}

如果导体不是闭合的，即使做切割磁力线的运动，也不会产生感生电流，只是在导体两端产生感生电压。

在图 \ref{fig:10-45} 的实验中，当闭合电路的一部分导体做切割磁力线运动的方向改变时，电流表指针的偏转方向也改变。
可见导体中感生电流的方向跟导体运动的方向有关系。
如果导体切割磁力线运动的方向不变，而把两个磁极对调过来，使磁力线的方向改变，感生电流的方向也要改变。
可见导体中感生电流的方向还跟磁力线的方向有关系。

感生电流的方向和导体运动的方向、磁力线的方向之间的关系，可以用右手定则来判定：
伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向，那么其余四个手指所指的方向
就是感生电流的方向（图 \ref{fig:10-46}）。

我们使闭合电路的一部分导体做切割磁力线的运动时，用力移动导体做了功，消耗了机械能，
同时在导体中产生了感生电流，实现了由机械能向电能的转化。
所以在\CJKunderwave*{电磁感应现象里，机械能转化成电能}。



\section*{阅读材料}

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    \centering
    \includegraphics[width=5cm]{../pic/czwl2-ch10-faraday}
    \caption*{法拉第（1791 一1867）}\label{fig:10-faraday}
\end{wrapfigure}

法拉第是著名的英国物理学家和化学家。
他发现了电磁感应现象，提出了电场和磁场的概念，发现了电解定律等。
他的很多成就都是很重要、带根本性的。

法拉第出身于一个铁匠家庭，家境贫寒，没有念多少书，十三岁就开始当报童、学徒。
他热爱科学，立志献身于科学事业。
在做图书装订工期间，他就阅读了大量科学书籍，并在自己家里搞了一个小实验室。
后来，他到英国皇家学院担任实验室助理，由于勤奋好学，很快就能独立做实验。
法拉第是一个伟大的实验物理学家。他的许多重要发现都是通过实验获得的。
法拉第同时又是一个伟大的科学思想家，他总是力图搞清楚物理现象的本质，
他由于刻苦思索而具有深刻的洞察力，电场和磁场的提出可以看作是他作为科学思想家的重大成就。

法拉第对社会作出了巨大的贡献，人们给予他崇高的地位和荣誉，但他并不看重这些。
他拒绝了制造商们的高价聘请，专心致力于科学研究。他出身贫苦，成名以后仍然热爱贫苦人民。
他在皇家学会里还发起专门向青少年普及科学知识的讲座，自己坚持讲了十九年。
法拉第的高尚的道德品质，也同他在科学上的成就一样，受到人们的称颂。

